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原文传递利用X射线测定煤岩中水分含量与分布的实验装置及方法

专利名称：	利用X射线测定煤岩中水分含量与分布的实验装置及方法
摘要：	一种利用X射线测定煤岩中水分含量与分布的实验装置及方法，属于煤岩中水分含量与分布领域。实验装置包括：实验溶液配置系统、煤岩体制作系统、CT扫描系统和煤岩体分析模拟系统；方法包括：待测含水煤岩体制作与要求，选用碘化钾(KI)溶液作为实验溶液，将含水率为0％的干燥煤岩体在实验溶液中浸泡一段时间，随后将煤岩体取出，拭去其表面水分，对其进行CT扫描，通过CT扫描获得煤岩样中不同成分的位置关系；通过煤岩体分析模拟系统，提取出水分在煤岩体中的分布位置，得出水分在煤岩体中的占比与分布特征。优点：本发明能够显示煤岩体的空间结构与水分分布，获知煤岩内部构造以及水分整体分布特征，并能够实现试样煤岩体的三维结构的绘制。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	中国矿业大学
发明人：	屠世浩;郝定溢;杨振乾;谢卫宁
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910602526.X
公开号：	CN110308166A
代理机构：	南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	张联群
分类号：	G01N23/046(2018.01);G;G01;G01N;G01N23
申请人地址：	221116 江苏省徐州市大学路1号中国矿业大学科研院
主权项：	1.一种利用X射线测定煤岩中水分含量与分布的实验装置，其特征是：实验溶液配置系统、煤岩体制作系统、CT扫描系统和煤岩体分析模拟系统；实验溶液配置系统、煤岩体制作系统、CT扫描系统和煤岩体分析模拟系统顺序搭接；所述实验溶液配置系统包括碘化钾溶液配置器和恒温盛水皿；碘化钾溶液配置器用于放置碘化钾溶液，恒温盛水皿用于放置清水；所述的煤岩体制作系统包含煤岩烘干器和煤岩浸湿皿；煤岩烘干器用于对煤岩体实施烘干，煤岩浸湿皿用于对干燥的煤岩体采用碘化钾溶液实施浸润；所述的CT扫描系统包括煤岩搁置台、X射线扫描器和成像显示器；煤岩搁置台、X射线扫描器和成像显示器顺序连接；用于对浸润有碘化钾溶液的煤岩体实施扫描分析，获得煤岩体的电子图像信息；所述的煤岩体分析模拟系统包括计算机，以及安装在计算机中的三维重构模型分析软件和含水率分析软件；用于对煤岩体的电子图像信息进行分析，将煤岩体电子图像信息转换为三维重构模型和含水率信息，获得煤岩内部水分整体含量和分布特征。 2.采用权利要求1所述的利用X射线测定煤岩中水分含量与分布的实验装置的实验方法，其特征是：实验方法：选用碘化钾溶液作为实验溶液，将含水率为0％的干燥煤岩体在实验溶液中浸泡一段时间，随后将煤岩体取出，拭去其表面水分，对其进行CT扫描，通过CT扫描获得煤岩样中不同成分的位置关系；通过煤岩体分析模拟系统，提取出水分在煤岩体中的分布位置，得出水分在煤岩体中的占比与分布特征。 3.根据权利要求2所述的利用X射线测定煤岩中水分含量与分布的实验装置的实验方法，其特征是：具体步骤如下：步骤(1)配置碘化钾溶液：在实验溶液配置系统中实施完成；恒温盛水皿中盛入定量清水，之后将碘化钾溶液配置器中的浓度为40％的碘化钾溶液倒入恒温盛水皿中，充分搅拌后使恒温盛水皿中的碘化钾溶液浓度达到5％，碘化钾溶液配置完成；步骤(2)制作煤岩体：在煤岩体制作系统中实施完成；先将煤岩制成煤岩样品，简称煤岩体；将煤岩体置入煤岩烘干器，待其完全烘干即含水率为零时，再置入煤岩浸湿皿，将浓度为5％的碘化钾溶液盛入煤岩浸湿皿，使其完全没过煤岩体；步骤(3)扫描显示煤岩体中的成分及位置：在CT扫描系统中实施完成；将浸泡吸水后的煤岩体取出，擦拭去表面水分，再将其置于煤岩搁置台，依据水分与煤基质、矿物质的吸收波长能力不同，将煤岩搁置台置于X射线扫描仪中进行扫描，在成像显示器中成像显示不同成分所在位置并转换为煤岩体的电子图像信息；步骤(4)获得煤岩体内部水分整体含量和分布特征：在煤岩体分析模拟系统中实施完成；将步骤(3)中的煤岩体的电子图像信息导入煤岩体分析模拟系统中，通过含水率分析软件和三维重构模型分析软件对煤岩成像进行逆向反演得出煤岩整体内部构造，对煤岩整体内部构造分析得出煤岩含水率，最终得出煤岩内部水分整体含量和分布特征。 4.根据权利要求1和3所述的利用X射线测定煤岩中水分含量与分布的实验装置以及实验方法，其特征是：所述的三维重构模型分析软件和含水率分析软件是一个整合为一体的软件，其流程步骤是：步骤1、从X射线扫描得到煤样切片图像信息；步骤2、将步骤1获得的煤样切片图像信息导入软件中，对切片图像信息重构，得出煤岩样不同区域形状；步骤3、将步骤2获得的煤岩样不同区域形状导入至三维重构模型分析软件进一步分析，对煤岩样进行重构，得出煤岩样整体三维模型；步骤4、将步骤2获得的煤岩样不同区域形状导入至含水率分析软件进一步分析，依据煤样切片图像信息分析煤样切片含水阈值范围，得出煤岩样整体水分体积；步骤5、将煤岩样整体水分体积与煤岩样整体体积进行对比，得出煤岩样整体的含水率。
所属类别：	发明专利